CN210982821U - 光模块及光传输装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光模块及光传输装置，其中光模块包括基板以及设置在基板上的发射驱动芯片、VCSEL激光器、接收芯片、光电二极管、主控装置、主机端电气接口以及光纤接口，所述光模块还包括用于对所述VCSEL激光器进行加热的加热装置及用于检测环境温度的温度检测装置，当所述温度检测装置检测到环境温度低于预设阈值时，所述主控装置控制所述加热装置加热。本实用新型避免了VCSEL激光器工作在影响其性能的低温环境下，也就是说，在低温的外部环境下，VCSEL激光器的工作环境仍然保持在适合的温度，避免了由此导致的劣化现象，从而扩展了本实用新型的使用环境，使得本实用新型可以适用于室外工业级的温度环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块及光传输装置。
背景技术
随着5G标准的不断完善，前传方向的接口速率目前阶段确认采用25G，以及部分N*25G模块。一般信号塔高不超过100m，对于塔上塔下的信号互联，SFP28-SR的工业级模块也有需求。
当前市场上的SFP28-SR模块都是应用在数据中心，是商业级模块。而当前的25G光芯片，无法支撑直接在当前模块方案上升级替换到工业级；其受限于发射端的VCSEL芯片性能，VCSEL芯片对温度敏感，温度升高和下降都会导致VCSEL芯片劣化，当前业界可以做到使VCSEL芯片支持-20℃到90℃应用；对于-40℃到85℃工业级范围应用，低温方向上应用温度差距较大，无法通过直接通过优化Rf性能来补偿VCSEL芯片的劣化，从而限制了SFP28-SR模块的使用环境。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光模块，能够改善VCSEL芯片因低温环境而导致的劣化现象，进而扩展光模块的使用环境。
本实用新型的又一目的在于提供一种光传输装置，能够改善其光模块的VCSEL芯片因低温环境而导致的劣化现象，进而扩展光传输装置的使用环境。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种光模块，包括基板以及设置在所述基板上的发射驱动芯片、VCSEL激光器、接收芯片、光电二极管、主控装置、主机端电气接口以及光纤接口，所述光模块还包括用于对所述VCSEL激光器进行加热的加热装置及用于检测环境温度的温度检测装置，当所述温度检测装置检测到环境温度低于预设阈值时，所述主控装置控制所述加热装置加热。
较佳地，所述加热装置包括功率电阻，所述功率电阻设置在加热电路中，所述主控装置通过对所述加热电路的控制来控制所述功率电阻加热。
较佳地，所述功率电阻为薄膜电阻器。
较佳地，所述功率电阻为TAN材料薄膜电阻器。
较佳地，所述功率电阻贴合在所述基板的铜皮上。
较佳地，所述功率电阻是通过导电银胶贴合在所述基板的铜皮上。
较佳地，所述发射驱动芯片、VCSEL激光器、接收芯片及光电二极管均为裸封装芯片并通过COB工艺封装在所述基板上。
较佳地，所述光模块还包括发射端光学透镜和接收端光学透镜，所述发射端光学透镜集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将所述VCSEL激光器发出的光信号导出至所述光纤接口，所述接收端光学透镜集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将所述光纤接口输入的光信号导入至所述光电二极管。
为实现上述另一目的，本实用新型提供了一种光传输装置，包括如上所述的光模块。
与现有技术相比，本实用新型工作在低温环境下时，可以利用温度检测装置检测环境温度，当环境温度低于预设阈值时，主控装置可以控制加热装置加热，进而使VCSEL激光器的环境温度升高，由此避免了VCSEL激光器工作在影响其性能的低温环境下，也就是说，在低温的外部环境下，VCSEL激光器的工作环境仍然保持在适合的温度，避免了由此导致的劣化现象，从而扩展了本实用新型的使用环境，使得本实用新型可以适用于室外工业级的温度环境。
附图说明
图1是本实用新型实施例光模块的结构示意图。
图2是本实用新型实施例光模块的加热控制的示意性框图。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。
请参阅图1，本实用新型公开了一种光模块，包括基板10以及设置在基板10上的发射驱动芯片2、VCSEL激光器4、接收芯片3、光电二极管5、主控装置6、主机端电气接口1以及光纤接口7，其中发射驱动芯片2集成有时钟数据恢复(CDR)及VCSEL驱动的功能，接收芯片3集成有时钟数据恢复及跨阻放大器(TIA)的功能。在工作时，由主机端电气接口1输入的电信号输入至发射驱动芯片2，发射驱动芯片2对该电信号进行数据恢复后再转换为驱动电流信号并输入至VCSEL激光器4，VCSEL激光器4发出光信号，该光信号由光纤接口7输出；由光纤接口7输入的光信号输入至光电二极管5，光电二极管5将该光信号转换为电流信号并输入至接收芯片3，接收芯片3对电流信号进行放大与数据恢复后通过主机端电气接口1输入至主机端。在本实用新型实施例中，主控装置6通过主机端电气接口1与主机端进行低速信息交换和控制，同时还用于配置发射驱动芯片2和接收芯片3并通过主机端电气接口1输入模块内部的监控信息至主机端。具体而言，光模块还包括发射端光学透镜8和接收端光学透镜9，发射端光学透镜8集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将VCSEL激光器4发出的光信号导出至光纤接口7，接收端光学透镜9集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将光纤接口7输入的光信号导入至光电二极管5。
请参阅图1和图2，为了改善VCSEL芯片因低温环境而导致的劣化现象，本实用新型光模块还包括用于对VCSEL激光器4进行加热的加热装置及用于检测环境温度的温度检测装置12，当温度检测装置12检测到环境温度低于预设阈值时，主控装置6控制加热装置加热，进而使VCSEL激光器4的环境温度升高，由此避免了VCSEL激光器4工作在影响其性能的低温环境下，也就是说，在低温的外部环境下，VCSEL激光器4的工作环境仍然保持在适合的温度，从而扩展了本实用新型光模块的使用环境，使得本实用新型光模块可以适用于室外工业级的温度环境。在本实用新型的一具体实施方式中，触发加热装置进行加热的温度的预设阈值为-10℃，当然也可以是其他温度值，可以根据具体情况进行具体设置。通常而言，加热装置靠近VCSEL激光器4设置以便于加热。
在一些实施例中，温度检测装置12是主控装置6自身内置的传感器，当然在其他实施例中，温度检测装置12也可以是专门设置；另外，在将温度检测装置12检测到的环境温度与预设阈值进行比较时，通常是利用主控装置6的软件模块进行比较，当然，也不排除利用硬件模块进行比较的情况，比如主控装置6可以另外包括比较器。
在一些实施例中，加热装置包括功率电阻11，功率电阻11设置在加热电路13中，主控装置6通过对加热电路13的控制来控制功率电阻11加热，加热电路13具体实现的技术方案对本领域技术人员来说可以利用已知的技术来实现，在此不再详述。在一具体的实施方式中，主控装置6可以通过控制设置在加热电路13中的MOS管的电压来控制流过功率电阻11的电流大小，进而控制加热的温度。利用功率电阻11加热的方式简单有效、成本便宜且功耗低。
作为优选的实施方式，功率电阻11选用薄膜电阻器；更优地，选用TAN材料薄膜电阻器，体积小且可靠性高，便于封装。
作为优选的实施方式，功率电阻11贴合在基板10的铜皮上，有效避免了功率电阻11温度过度集中而引起失效。具体而言，功率电阻11是通过导电银胶贴合在基板10的铜皮上。
在一些实施例中，加热装置可以与发射驱动芯片2和VCSEL激光器4共同封装为一个模块，可以一定程度避免直接暴露在外，进一步增强了可靠性。
在一些实施例中，发射驱动芯片2、VCSEL激光器4、接收芯片3及光电二极管5均为裸封装芯片并通过COB工艺封装在基板10上，进而简化了生产工序和难度，适合大批量生产，材料及工艺成本均能够明显下降。
请结合图1和图2，本实用新型还公开了一种光传输装置，包括如上述实施例所述的光模块。
综上，本实用新型工作在低温环境下时，可以利用温度检测装置12检测环境温度，当环境温度低于预设阈值时，主控装置6可以控制加热装置加热，进而使VCSEL激光器4的环境温度升高，由此避免了VCSEL激光器4工作在影响其性能的低温环境下，也就是说，在低温的外部环境下，VCSEL激光器4的工作环境仍然保持在适合的温度，避免了由此导致的劣化现象，从而扩展了本实用新型的使用环境，使得本实用新型可以适用于室外工业级的温度环境。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种光模块，包括基板以及设置在所述基板上的发射驱动芯片、VCSEL激光器、接收芯片、光电二极管、主控装置、主机端电气接口以及光纤接口，其特征在于，所述光模块还包括用于对所述VCSEL激光器进行加热的加热装置及用于检测环境温度的温度检测装置，当所述温度检测装置检测到环境温度低于预设阈值时，所述主控装置控制所述加热装置加热。
2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述加热装置包括功率电阻，所述功率电阻设置在加热电路中，所述主控装置通过对所述加热电路的控制来控制所述功率电阻加热。
3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述功率电阻为薄膜电阻器。
4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述功率电阻为TAN材料薄膜电阻器。
5.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述功率电阻贴合在所述基板的铜皮上。
6.如权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述功率电阻是通过导电银胶贴合在所述基板的铜皮上。
7.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述发射驱动芯片、VCSEL激光器、接收芯片及光电二极管均为裸封装芯片并通过COB工艺封装在所述基板上。
8.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括发射端光学透镜和接收端光学透镜，所述发射端光学透镜集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将所述VCSEL激光器发出的光信号导出至所述光纤接口，所述接收端光学透镜集成有使光路90度弯折和聚焦透镜光路的功能，用于将所述光纤接口输入的光信号导入至所述光电二极管。
9.一种光传输装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的光模块。
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| CN110837154A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-25 | 光为科技(广州)有限公司 | 光模块及光传输装置 |
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